SE525069C2

SE525069C2 - Device for receiving FM radio in a mobile terminal unit

Info

Publication number: SE525069C2
Application number: SE0301066A
Authority: SE
Inventors: Carl Gustaf Blom
Original assignee: Perlos Ab
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-23
Also published as: EP1616444A1; SE0301066L; WO2004091233A1; WO2004091233A9; CN100362883C; SE0301066D0; CN1768543A

Abstract

The disclosure relates to an apparatus for receiving signals in the FM and VHF/UHF bands in an electronics unit, such as a cell or mobile telephone which has a reproduction circuit. The reproduction circuit is connected to an antenna unit via a tuner unit. The antenna unit has a fist conductor (11) and a second conductor (13) which are placed in spaced apart relationship to one another and also display a surface spatial extent. The first conductor (11) is connected to the RF input (8) of the reproduction circuit via an extension coil (9) and a tuner unit (3). The second conductor (13) is connected to earth (12) in an unbalanced version and is unearthed in a balanced version.

Description

man.. 10 15 20 25 30 35 40 525 069 2 Genom denna utformning av uppfinningsföremålet minskas med en faktor 100 utrymmesbehovet jämfört med den mer konventionella utformningen av antennen såsom kvartsvågsantenn. By this design of the object of the invention, the need for space is reduced by a factor of 100 compared with the more conventional design of the antenna as a quartz wave antenna.

I en föredragen utföringsforrn gäller enligt uppfinningen lämpligen också att den första och den andra ledaren innefattar metalliserade ytor på ett inre eller ett yttre av dielektriskt material framställt hölje till mobiltelefonen.In a preferred embodiment, according to the invention, it also suitably applies that the first and the second conductor comprise metallized surfaces on an inner or an outer surface made of dielectric material made for the mobile telephone.

Genom dessa särdrag vinnes den stora fördelen att utrymmesbehovet invän- digt i mobiltelefonen i princip är obeﬁntli gt.Through these features, the great advantage is gained that the need for space inside the mobile phone is in principle unrelated.

SAMMANSTÄLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfmningen skall nu beskrivas närmre under hänvisning till bifogade ritningar. På dessa visar: Fig l ett blockschema över FM-radiofunktionen Fig 2 en principskiss över den i uppﬁnningsföremålet ingående antenn- anordningen Fig 3 en principskiss visande placeringen av antennanordningen enligt uppfinningen Fig 4 ett exempel på ett kretsschema för en passiv avstämningsenhet och Fig 5 ett exempel på ett kretsschema för en aktiv avstämningsenhet.COMPILATION OF DRAWING FIGURES The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 shows a block diagram of the FM radio function Fig. 2 a principle sketch of the antenna device included in the object of the invention Fig. 3 a principle sketch showing the location of the antenna device according to the invention Fig. 4 shows an example of a circuit diagram for a passive tuner and Fig. 5 an example on a circuit diagram of an active tuner.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I ﬁg 1 avser hänvisningsbeteclmingen 1 ett batteri, vilket kan vara terminal- enhetens eller mobiltelefonens ordinarie batteri men vilket också kan vara ett speciellt för FM-radiofunktionen anordnat batteri. Hänvisningsbeteckningen 2 avser en FM-radiokrets, vilken kan vara av standardtyp, till exempel en av Philips tillverkad och försåld krets med beteckningen TEA5767. För att signal/brusförhållandet skall bli så bra som möjligt bör den ställas in i mono- läge. En sådan krets genererar en styrspänning, mellan ca 0.5 och 3 volt, vilken är proportionell mot den aktuella frekvensen. Enligt uppfinningen används denna spänning för styrning av en avstämningskrets 3, vilken är kopplad mellan FM-radiokretsen 2 och en antennanordning 5. ou..- 10 15 20 25 30 35 40 525 069 --» n. 3 F M-radiokretsen har en utgång, vilken är kopplad till mobiltelefonens ordinarie högtalare 4, som alltså arbetar i mono.PREFERRED EMBODIMENT In Fig. 1, the reference numeral 1 refers to a battery, which may be the regular battery of the terminal unit or mobile telephone, but which may also be a battery specially arranged for the FM radio function. Reference numeral 2 refers to an FM radio circuit, which may be of the standard type, for example a circuit manufactured and sold by Philips with the designation TEA5767. In order for the signal-to-noise ratio to be as good as possible, it should be set to mono mode. Such a circuit generates a control voltage, between about 0.5 and 3 volts, which is proportional to the current frequency. According to the invention, this voltage is used for controlling a tuning circuit 3, which is connected between the FM radio circuit 2 and an antenna device 5. ou .. - 10 15 20 25 30 35 40 525 069 - »n. output, which is connected to the mobile phone's regular speaker 4, which thus works in mono.

I ﬁg 1 avser slutligen hänvisningsbeteckningen 6 utgången för styrspänningen på FM-radiokretsen 2, medan hänvisningsbeteckningen 7 avser en motsvar- ande ingång på avstämningsenheten 3.In ﬁ g 1, the reference numeral 6 finally refers to the output of the control voltage on the FM radio circuit 2, while the reference numeral 7 refers to a corresponding input on the tuning unit 3.

Fig 2 visar en principskiss över antennanordningen 5 och det framgår att antennanordningen har en anslutning 8 for RF-matning, en förlängningsspole 9 och en radiator 10 med en kapacitiv topplast 1 1.Fig. 2 shows a schematic diagram of the antenna device 5 and it can be seen that the antenna device has a connection 8 for RF supply, an extension coil 9 and a radiator 10 with a capacitive top load 1 1.

Antennanordningen 5 innefattar vidare en jordanslutning 12 och en motvikt 13.The antenna device 5 further comprises a ground connection 12 and a counterweight 13.

Topplasten ll och motvikten 13 bör ha så stora areor som möjligt och deras längdutsträckning bör vara från någon eller några centimeter upp till ca 10 cm. Ju större area på topplasten ll desto lägre blir induktansvärdet på förlängningsspolen 9.The top load ll and the counterweight 13 should have as large areas as possible and their length extension should be from one or a few centimeters up to about 10 cm. The larger the area of the peak load ll, the lower the inductance value of the extension coil 9.

I ﬁg 3 visas med streckade linjer 14 ett apparathölje till mobiltelefonen, vilken även har en med streckade linjer antydd antenn 15. Av ﬁg 3 framgår vidare att FM-radiokretsens antennanordning är belägen på så stort avstånd som möjligt från mobiltelefonens antenn 15, dvs vid höljets från antennen 15 vända ände. Vidare är topplasten 11 och motvikten 13 anordnade så långt bort från varandra som möjligt och i det visade utföringsexemplet längs mot- stående sidokanter av höljet 14. Slutligen skall antennanordningen 5, främst topplasten 11 och motvikten 13, vara anordnade så långt bort från mobil- telefonens jordplan som möjligt.Fig. 3 shows in broken lines 14 an apparatus housing for the mobile telephone, which also has an antenna 15 indicated by dashed lines. It is further shown in Fig. 3 that the antenna device of the FM radio circuit is located as far as possible from the mobile telephone antenna 15, i.e. from the antenna 15 facing end. Furthermore, the top load 11 and the counterweight 13 are arranged as far away from each other as possible and in the embodiment shown along opposite side edges of the housing 14. Finally, the antenna device 5, mainly the top load 11 and the counterweight 13, must be arranged as far away from the mobile phone. ground plane as possible.

Tillverkningsmässigt kan höljet 14 vara såväl ett inre hölj e till mobiltelefonen som ett yttre skal till denna. Ledningarna mellan anslutningama 8 och 12, förlängningsspolen 9, vilken lämpligen är en meanderslinga, och topplasten 11 samt motvikten 13 kan framställas genom metallisering på höljet 14 förut- satt att detta är tillverkat av ett icke-magnetiskt och elektriskt isolerande material. Tillverkningen av de nämnda komponentema kan ske med så kallad MID-teknik. Denna placering av antennanordningen 5 på hölj et 14 innebär att antennanordningen kommer mycket nära en hand, som håller i mobiltele- fonen, vilket skulle kunna störa funktionen. Detta är normalt inget problem, eftersom mobiltelefonen vid FM-mottagning som regel ligger fritt, till exempel på ett bord. 10 15 20 25 30 35 40 nvo a.In terms of manufacturing, the cover 14 can be both an inner cover e for the mobile telephone and an outer cover thereof. The wires between the connections 8 and 12, the extension coil 9, which is suitably a meander loop, and the top load 11 and the counterweight 13 can be produced by metallization on the housing 14 provided that it is made of a non-magnetic and electrically insulating material. The production of the mentioned components can take place with so-called MID technology. This placement of the antenna device 5 on the housing 14 means that the antenna device comes very close to a hand holding the mobile telephone, which could interfere with the function. This is normally not a problem, as the mobile phone is usually free during FM reception, for example on a table. 10 15 20 25 30 35 40 nvo a.

Enligt uppfinningen kan förlängningsspolen 9 realiseras som en diskret induktor, vilken är anordnad på höljet 14.According to the invention, the extension coil 9 can be realized as a discrete inductor, which is arranged on the housing 14.

Alternativt kan också förlängningsspolen 9 vara anordnad på ett kretskort i mobiltelefonen. Detta kretskort uppbär då lämpligen även avstämningskretsen 3. Detta utförande är speciellt lämpligt då förlängningsspolen 9 utgöres av primärlindningen i en i avstämningsenheten ingående transformator, (vilket skall beskrivas närmre nedan).Alternatively, the extension coil 9 can also be arranged on a circuit board in the mobile telephone. This circuit board then suitably also carries the tuning circuit 3. This embodiment is particularly suitable when the extension coil 9 consists of the primary winding in a transformer included in the tuning unit (which will be described in more detail below).

De i ñg 4 och 5 visade avstämningsenhetema 3 har till uppgift att åstad- komma dels en frekvensavstämning styrd av styrspänningen från F M- radiokretsen samt en impedansanpassning mellan antennenheten 5 och FM- radiokretsen.The tuning units 3 shown in ñg 4 and 5 have the task of achieving a frequency tuning controlled by the control voltage from the F M radio circuit and an impedance matching between the antenna unit 5 and the FM radio circuit.

I ﬁg 4 visas ett kretsschema för en passiv avstämningsenhet 3. Av figuren framgår att motvikten 13 har en jordanslutníng 12 och att det mellan förlängningsspolen 9 och jordanslutningen är anordnat en i en transformator TR ingående primärlindning 17. Den andrai transformatom TR ingående lindningen 18, sekundärlindningen, är med sin ena ände ansluten till jord 12 medan den motsatta änden på lindningen är ansluten till en ledare 19, vilken via en kapacitans 20 står i förbindelse med en anslutning 16, vilken förbinder avstämningskretsen 3 med F M-radiokretsen 2 (se ﬁg 1).Fig. 4 shows a circuit diagram for a passive tuning unit 3. The figure shows that the counterweight 13 has a ground connection 12 and that between the extension coil 9 and the ground connection a primary winding 17 included in a transformer TR is arranged. , is connected at one end to ground 12 while the opposite end of the winding is connected to a conductor 19, which via a capacitor 20 communicates with a connection 16, which connects the tuning circuit 3 to the F M radio circuit 2 (see ﬁ g 1 ).

Styrspänningen från FM-radiokretsen 2 tillförs avstämningsenheten 3 via ingången 7 och en resistor 20, vilken också är ansluten till två motkopplade varikapdioder 22. De båda Varikapdiodernas, från varandra vända sidor är anslutna till jord 12 respektive till ledaren 19. Varikapdiodernas 22 kapacitans varierar som funktion av styrspänningen via ingången 7, varvid olika kapacitansvärden ger olika känslighetsområden inom FM-bandet.The control voltage from the FM radio circuit 2 is supplied to the tuning unit 3 via the input 7 and a resistor 20, which is also connected to two opposite varicap diodes 22. The two sides of the two varicap diodes are connected to ground 12 and to the conductor 19, respectively. function of the control voltage via the input 7, whereby different capacitance values give different sensitivity ranges within the FM band.

Transfonnatom TR är en omsättningstransforrnator och är anordnad för impedansanpassning mot antennen 10. Transformatoms primärlindning, dvs lindningen 17 utgör en del av förlängningsspolen 9 men kan också i en annan utföringsform utgöra hela denna. I en sådan utföringsforin utgår den med 9 betecknade förlängningsspolen.The transformer TR is a transducer transformer and is arranged for impedance matching to the antenna 10. The primary winding of the transformer, ie the winding 17 forms part of the extension coil 9 but can also in another embodiment constitute the whole thereof. In such an embodiment, the extension coil designated by 9 is output.

I ﬁg 5 visas ett kretsschema för en aktiv avstämningsenhet 3. I denna utför- ingsform är de båda motkopplade varikapdiodema 22 anslutna parallellt över transformatorns TR primärlindning 17. Mellan varikapdiodema 22 och via en resistor 23 har avstämningsenheten 3 sin ingång 7 för styrspänning. I likhet 10 15 20 - . . » .- 525 069 ..~ .. 5 med den ovan beskrivna utföringsformen är den från antennen 12 vända änden av primärlindningen 17 ansluten till jord vid anslutningen 12.In Fig. 5 a circuit diagram of an active tuning unit 3 is shown. In this embodiment the two opposite varicap diodes 22 are connected in parallel across the primary winding 17 of the transformer TR. Between the varicap diodes 22 and via a resistor 23 the tuning unit 3 has its input 7 for control voltage. Like 10 15 20 -. . In the embodiment described above, the end of the primary winding 17 facing away from the antenna 12 is connected to ground at the connection 12.

Transformatorns TR sekundärlindning 24 är ansluten till en förstärkare 25, vilken dels har en jordanslutning 12 och dels en anslutning 26 for matnings- spänning. Förstärkaren 25 har en utgång, vilken via en kapacitans 27 är ansluten till utgången 16 från vilken FM-radiokretsen 2 matas.The secondary winding 24 of the transformer TR is connected to an amplifier 25, which has a ground connection 12 and a connection 26 for supply voltage. The amplifier 25 has an output, which is connected via a capacitor 27 to the output 16 from which the FM radio circuit 2 is fed.

Den i ﬁg 5 visade utföringsfonnen av avstämningsenheten 3 åstadkommer utöver frekvensavstärnning och impedansanpassning även en förstärkning av utsignalen, vilket förbättrar si gnal/brusforhållandet.The embodiment of the tuning unit 3 shown in Fig. 5 provides, in addition to frequency tuning and impedance matching, also an amplification of the output signal, which improves the signal-to-noise ratio.

F örstärkaren 25 är av standardtyp med låg brusfaktor och en förstärkning på ca 10 dB.The amplifier 25 is of the standard type with a low noise factor and a gain of about 10 dB.

Om i någon situation en ännu bättre FM-mottagning skulle önskas än den, som kan uppnås med antennanordningen 5 enligt uppfinningen, så kan detta uppnås genom anslutning av en extern antenn till anslutningen 16 (se ﬁg 1, 4 och 5). Den på detta sätt anslutna yttre antennen kommer då att ta över funktionerna hos antennanordningen 5 och anpassningsenheten 3 utan att några bort- eller omkopplingar behöver ske. Icke heller kommer den yttre antennen att störa mobiltelefonens normala funktion.If in any situation an even better FM reception would be desired than that which can be achieved with the antenna device 5 according to the invention, this can be achieved by connecting an external antenna to the connection 16 (see ﬁ g 1, 4 and 5). The external antenna connected in this way will then take over the functions of the antenna device 5 and the adapting unit 3 without any disconnection or switching having to take place. Nor will the external antenna interfere with the normal operation of the mobile phone.

Claims

neon: 10 15 20 25 30 35 525 069 6 PATENT REQUIREMENTS

Device for receiving FM radio in a mobile terminal unit, such as a mobile telephone, comprising an FM radio circuit (2), which is connected via a tuning unit (3) to an antenna unit (5), characterized in that the antenna unit (5) comprises a first (11) and a second (13), spaced apart conductors with a surface extension, the first conductor (11) being connected via an extension coil (9) to the RF of the F M radio circuit (2). input (8), while the other conductor (13) is connected to ground (12).

Device according to claim 1, characterized in that the first (1 1) and the second (13) conductor comprise metallized surfaces on an inner or outer, housing (14) made of dielectric material for the mobile telephone.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the extension coil (9) comprises a meander-shaped metallization on an inner or outer, housing (14) made of dielectric material for the mobile telephone.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the first (1 l) and the second (13) conductors are arranged maximally displaced towards the end of the housing (14) of the mobile telephone facing the mobile telephone's own antenna device (15). ).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the first (11) and the second (13) conductors are elongate and arranged along opposite longitudinal sides of the housing (14) of the mobile telephone.

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the cut-off unit (3) is controllable under the influence of a control voltage from the FM radio circuit (2).

Device according to claim 6, characterized in that the tuning unit (3) is a passive tuning unit.

Device according to claim 6, characterized in that the tuning unit (3) is an active tuning unit.